高性能無需熱處理的Al-6Mg-0.3Sc合金的電弧增材制造研究(2)
時間：2024-10-17 08:50 來源：WAAM電弧增材 作者：admin 閱讀：次
圖 5. 不同電弧模式的 XCT 圖像和孔徑統(tǒng)計：
（a）CMT；（b）CMT + PA
圖 6. 不同電弧模式下 Al-Mg-Sc 合金的 XRD 圖樣
圖 7. 不同電弧模式下的金相圖像：
（a）CMT；（b）CMT + PA
圖 8. CMT 和 CMT-PA 樣品的 EBSD 分析：
CMT 樣品：(a1) IPF（反極圖）圖；
(a2) 晶粒尺寸分布；
(a3) PF（極圖）圖；
CMT + PA 樣品：(b1) IPF 圖；
(b2) 晶粒尺寸分布；
(b3) PF 圖
圖 9. 不同電弧模式下 FG 區(qū)域的
SEM 圖像和相應(yīng)的 EDS 圖：（a）CMT；（b）CMT + PA
圖 10. 不同電弧模式下 CG 區(qū)域的
SEM 圖像和相應(yīng)的 EDS 圖：（a）CMT；（b）CMT + PA
關(guān)鍵結(jié)論
在這項研究中，成功地使用電弧增材制造技術(shù)制造了高性能無需熱處理的Al-Mg-Sc合金部件。揭示了不同電弧模式對機(jī)械性能、缺陷、微觀結(jié)構(gòu)和強(qiáng)化機(jī)制的影響。
（1）利用CMT + PA電弧模式，可以在沉積狀態(tài)下實現(xiàn)機(jī)械性能，屈服強(qiáng)度為223.0 ± 0.9 MPa，抗拉強(qiáng)度為408.5 ± 3.2 MPa，延伸率為20.6 ± 1.7%。這主要?dú)w因于固溶強(qiáng)化和晶界強(qiáng)化，計算結(jié)果與實驗結(jié)果一致。
（2）CMT + PA電弧模式可以將平均晶粒尺寸細(xì)化到7.1 ± 1.65 μm，并將孔隙率降低到0.028%。
（3）CMT + PA電弧模式獨(dú)特的熔滴過渡工藝和較低的熱輸入產(chǎn)生了更明顯的雙峰微觀結(jié)構(gòu)（粗大的CG和更細(xì)的大面積FG）。CMT + PA電弧模式誘導(dǎo)的更明顯的雙峰微觀結(jié)構(gòu)增強(qiáng)了HDI強(qiáng)化，同時提高了屈服強(qiáng)度和延伸率。
（4）論文提出了一種可行的方法來增強(qiáng)電弧增材制造的的Al-Mg-Sc合金部件的沉積性能，為避免電弧增材制造的大型部件所需的繁瑣熱處理提供了方向。
通訊作者
方學(xué)偉，西安交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院副教授，第七屆中國科協(xié)青年人才托舉工程入選者，師從盧秉恒院士。主要研究方向為大形金屬構(gòu)件高效增材制造工藝及裝備，金屬增材制造微觀組織性能調(diào)控及金屬增材制造過程數(shù)值計算模擬等。在金屬增材制造領(lǐng)域國際高水平SCI期刊Addit Manuf、Virtual and Physical Prototyping、Int J Extreme Manuf、Int J Mach Tools Manuf等發(fā)表論文40余篇，出版中文教材1部，撰寫英文章節(jié)1章，中文專著2部，授權(quán)國家發(fā)明專利30余項。擔(dān)任Additive Manufacturing Frontiers、機(jī)械工程學(xué)報、焊接學(xué)報、電焊機(jī)雜志等中英文期刊編委/青年編委，擔(dān)任SCI期刊Frontiers in Materials、Coatings客座編輯，Additive Manufacturing、Int J Extreme Manuf等領(lǐng)域頂級期刊審稿人。擔(dān)任中國機(jī)械工程學(xué)會再制造分會委員、中國有色金屬學(xué)會增材制造分會委員、增材制造分會青年委員、焊接分會青年委員。主持重點研發(fā)計劃課題、JCJQ重點項目課題、國家自然科學(xué)基金、博士后面上/特別資助、航空基金、航天基金等項目20余項。
論文引用
Kai Li, Xuewei Fang, Jiannan Yang, Xinzhi Li, Minghua Ma, Jiahao Shang, Ke Huang. Wire-arc directed energy deposition of high performance heat treatment free Al-6Mg-0.3Sc alloy: Journal of Manufacturing Processes125(2024) 589-603.
DOI:https://doi.org/10.1016/j.jmapro.2024.07.088
(責(zé)任編輯：admin)
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